注塑的內(nèi)應(yīng)力 |
發(fā)布時間:2015-06-30 21:09:59點(diǎn)擊率: |
PC聚碳酸酯是一種較為容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的材料;而在彈性體中,SEBS和PPO體系的線材也常常由于內(nèi)應(yīng)力而開裂;下面就解釋下什么是內(nèi)應(yīng)力 內(nèi)應(yīng)力是什么意思? 的平衡構(gòu)象,這種不平衡構(gòu)象的實(shí)質(zhì)為一種可逆的高彈形變,而凍結(jié)的高彈形變平時以位能形式儲存在塑料制品中,在適宜的條件下,這種被迫的不穩(wěn)定的構(gòu)象將向自由的穩(wěn)定的構(gòu)象轉(zhuǎn)化,位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽芏尫。?dāng)大分子鏈間的作用力和相互纏結(jié)力承受不住這種動能時,內(nèi)應(yīng)力平衡即遭到破壞,塑料制品就會產(chǎn)生應(yīng)力開裂及翹曲變形等現(xiàn)象。
1 內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生
在注塑制品中,各處局部應(yīng)力狀態(tài)是不同的,制品變形程度將決定于應(yīng)力分布。如果制品在冷卻時。存在溫度梯度,則這類應(yīng)力會發(fā)展,所以這類應(yīng)力又稱為“成型應(yīng)力”。
注塑制品的內(nèi)應(yīng)力包兩種:一種是注塑制品成型應(yīng)力,另一種是溫度應(yīng)力。當(dāng)熔體進(jìn)入溫度較低的模具時,靠近模腔壁的熔體訊速地冷卻而固化,于是分子鏈段被“凍結(jié)”。由于凝固的聚合物層,導(dǎo)熱性很差,在制品厚度方向上產(chǎn)生較大的溫度梯度。制品心部凝固相當(dāng)緩慢,以致于當(dāng)澆口封閉時,制品中心的熔體單元還未凝固,這時注塑機(jī)又無法對冷卻收縮進(jìn)行補(bǔ)料。這樣制品內(nèi)部收縮作用與硬皮層作用方向是相反的;心部處于靜態(tài)拉伸而表層則處于靜態(tài)壓縮。
在熔體充模流動時,除了有體積收縮效應(yīng)引起的應(yīng)力外。還有因流道,澆口出口的膨脹效應(yīng)而引起的應(yīng)力;前一種效應(yīng)引起的應(yīng)力與熔體流動方向有關(guān),后者由于出口膨脹效應(yīng)將引起在垂直于流動方向應(yīng)力作用。
2 影響內(nèi)應(yīng)力的工藝因素
(1)向應(yīng)力的影響在速冷條件下,取向會導(dǎo)致聚合物內(nèi)應(yīng)力的形成。由于聚合物熔體的粘度高,內(nèi)應(yīng)力不能很快松馳,影響制品的物理性能和尺寸穩(wěn)定性。 各參數(shù)對取向應(yīng)力的影響
(2)對溫度應(yīng)力的影響 如上所述由于在充模時熔體和型壁之間溫度梯度很大,先凝固的外層熔體要助止后凝固的內(nèi)層熔體的收縮,結(jié)果在外層產(chǎn)生壓應(yīng)力(收縮應(yīng)力),內(nèi)層產(chǎn)生拉應(yīng)力(取向應(yīng)力)。
如果充模后又在保壓壓力的作用下持續(xù)較長時間,聚合物熔體又補(bǔ)入模腔中,使模腔壓力提高,此壓力會改變由于溫度不均而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。但在保壓時間短,模腔壓力又較低的情況下,制品內(nèi)部仍會保持原來冷卻時的應(yīng)力狀態(tài)。
如果在制品冷卻初期模腔壓力不足時,制品的外層會因凝固收縮而形成凹陷;如果在制品已形成冷硬層的后期模腔壓力不足時,制品的內(nèi)層會因收縮而分離,或形成空穴;如果在澆口封閉前維持模腔壓力,有利于提高制品密度,消除冷卻溫度應(yīng)力,但是在澆口附近會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。
由此看來熱塑性聚合物在成型時,模內(nèi)壓力越大保壓時間越長,有助于溫度所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力的減小反之會使壓縮應(yīng)力增大。
3內(nèi)應(yīng)力與制品質(zhì)量的關(guān)系
制品中內(nèi)應(yīng)力的存在會嚴(yán)重影響制品的力學(xué)性質(zhì)和使用性能;由于制品內(nèi)應(yīng)力的存在和分布不均,制品在使用過程中會發(fā)生裂紋。在玻璃化溫度以下使用時,常發(fā)生不規(guī)則的變形或翹曲,還會引起制品表面“泛白”,渾濁,光學(xué)性質(zhì)變壞。
設(shè)法降低澆口處溫度,增加緩冷時間,有利于改善制品的應(yīng)力不均,使制品的機(jī)械性能均一。
不管對結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物,拉伸強(qiáng)度都表現(xiàn)出各向異向的特點(diǎn)。對非結(jié)晶型聚合物拉伸強(qiáng)度會因澆口的們置而異;當(dāng)澆口與充模方向一致時,拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度提高而降低;當(dāng)澆口與充模方向垂直時,拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度的提高而增加。贏順?biāo)苣z原料有限公司,專業(yè)塑膠原料供應(yīng)商,電話:18818688291,官網(wǎng):http://dgyssj.com
由于熔體溫度提高導(dǎo)致解取向作用加強(qiáng),而取向作用減弱使拉伸強(qiáng)度降低。澆口的方位會通過影響料流的方向來影響取向,又由于非結(jié)晶型聚合物比結(jié)晶型聚合物的各向異性表現(xiàn)的強(qiáng)烈,所以在垂直于流動方向上的拉伸強(qiáng)度前者比后者大。低溫注射比高溫注射有更大的力學(xué)各向異性,如注射溫度高時,垂直方向與流動方向的強(qiáng)度比為1.7,注射溫度低時為2 。
由此看來,熔體溫度的提高,不論對結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物都會導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的降低,但機(jī)理卻不一樣;前者是由于通過取向作用降低的影響。 |
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